Anziehungskraft erde mond gleich


In welcher Entfernung vom Erdmittelpunkt wird ein zwischen Erde und Mond befindlicher Gegenstand schwerelos?
(Abstand Mondmittelpunkt - Erdmittelpunkt 384 400 km, Mondmasse = 1/81 Erdmasse)

Der gesuchte Punkt hat von der Erde den Abstand rE und vom Mond den rM. Die Summe aus beiden Entfernungen ist r:


Für den gesuchten Punkt sind die Gravitationskräfte von Erde und Mond gleich groß. Da die Erde deutlich schwerer ist, liegt der Punkt in der Nähe des Mondes.

Die Masse m ist eine Probemasse in dem Punkt, sie spielt in der Rechnung aber keine Rolle, da sie sich rauskürzt .

Der Punkt befindet sich in 345 600 km von der Erde und 38 400 km vom Mond entfernt, also "kurz vor dem Mond".

Als abarischen Punkt (von altgriechisch ἀ- a- „un-, ohne“ und βαρύς barýs „schwer“) bezeichnet man in der Physik den Punkt zwischen zwei Massen, in dem sich ihre Anziehungskräfte aufheben. Dieser Punkt liegt grundsätzlich näher an der leichteren Masse. Da der abarische Punkt aus geometrischen Gründen immer auf der Verbindungslinie zwischen beiden Massenmittelpunkten liegt, reduziert sich das Problem auf ein eindimensionales.

Da im abarischen Punkt zwischen zwei einander umkreisenden Himmelskörpern keine Gravitationskraft wirkt, wirkt an diesem Punkt auch keine Kraft der Zentrifugalkraft eines Körpers entgegen. Deshalb kann sich ein Körper ohne Antrieb nicht dauerhaft auf dem abarischen Punkt zwischen zwei Himmelskörpern bewegen. Für die Raumfahrt ist der abarische Punkt deswegen weitgehend irrelevant. Seine Berechnung spielt vor allem eine Rolle als Übungsaufgabe im schulischen Physikunterricht.

Eine synchrone Umlaufbahn eines Körpers zwischen zwei Himmelskörpern ist im Lagrange-Punkt L1 möglich. Dieser liegt etwas näher am massenreicheren Himmelskörper als der abarische Punkt, so dass dessen etwas größere Anziehungskraft einen Körper im Lagrange-Punkt L1 in einer Umlaufbahn halten kann. Der abarische Punkt darf auch nicht mit dem gemeinsamen Baryzentrum verwechselt werden, welches immer näher am Schwerpunkt des massereicheren Objekts liegt. Das Baryzentrum des Systems Erde–Mond (der Erde-Mond-Schwerpunkt) liegt beispielsweise im Erdinneren.

Mit der Gravitationskraft befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei wird erklärt, was man unter der Gravitationskraft versteht und wie man damit rechnet. Dieser Artikel gehört zum Bereich Physik / Mechanik.

Das Gravitationsgesetz wurde von Isaac Newton im 17. Jahrhundert entdeckt. Mit dieser lässt sich die so genannte Gravitationskraft berechnen. Es lässt sich somit die Kraft ausrechnen, die zwei Körper bei einem bestimmten Abstand aufeinander ausüben. Die Formel zur Berechnung der Gravitationskraft lautet:

Dabei ist:

  • "F" Die Kraft zwischen den beiden Massen in Newton [ N ]
  • "G" Die Gravitationskonstante [m3 kg-1 s-2 ]
  • "m" Die Masse des ersten Massepunktes in Kilogramm [ kg ]
  • "M" Die Masse des zweiten Massepunktes in Kilogramm [ kg ]
  • "r" Der Abstand zwischen den Massepunkten in Meter [ m ]

Hinweis: Die Gravitationskonstante lautet

Beispiel zur Gravitationskraft:

Die Masse der Erde beträgt in etwa 5,97 · 1024 kg, die Masse des Mondes etwa 7,349 · 1022 kg. Der Abstand zwischen Erde und Mond verändert sich ständig. Für die Berechnung verwenden wir rechnerisch 384.000 km. Wie groß ist die Gravitationskraft zwischen Erde und Mond?

Die Fallbeschleunigung auf der Erde beträgt doch 9,81 m/s² und auf dem Mond 1,622 m/s². Streng genommen zieht uns ja der Mond an , also sehr schwach. Dann wäre Doch die Fallbeschleunigung auf der Erde und auf dem Mond doch etwas niedriger , weil sie sich eben anziehen. Wie würde dann die Rechnung lauten?

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6 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

skitgubbe

21.07.2010, 20:59

Deine Werte sind im Fall nur Mittelwerte. Wir werden ja auch von den anderen Planeten und der Sonne angezogen, das alles in eine Rechnung zu packen wäre anders aufwendig und dazu bräuchtest du mehr als einfach nur das kleine 1x1 der Schuulmathematik oder der Programmiersprache.

2 Kommentare 2

Gartenphilo 21.07.2010, 21:03

Gäu hee?!

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skitgubbe 21.07.2010, 21:06

@Gartenphilo

was?

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nikoeris

21.07.2010, 21:04

der Mond zieht die Erde genauso an, die die Erde den Mond anzieht, sie ziehen sich gegenseitig an, kreisen somit um einen gemeinsamen Schwerpunkt, das Baryzentrum. Außerdem: nur weil sich Körper gegenseitig anziehen, heißt das nicht, dass sie sich auch gegenseitig die Gravitationskraft wegnehmen. Die Gravitationskraft wird bestimmt durch die Masse und den Durchmesser eines Körpers, bzw die Beziehung zwischen diesen, daher ist deine Theorie ungültig.

warumnichtlinux

21.07.2010, 20:59

Der Gravitationskraft nimmt mit dem Abstand ab (und zwar mit r³), auf der Erde ist also die Anziehungskraft des Mondes schon stark abgeschwächt. Aber ja, es stimmt, auf der dem Mond zugewandten Erdseite wiegen Objekte etwas weniger als auf der dem Mond abgewandten.

Dasselbe gilt natürlich auch für die Sonne. Auf den mathematischen Ansatz habe ich jetzt keine Lust, sorry.

2 Kommentare 2

Mute88 21.07.2010, 21:24

Eher r², da du sonst noch den Ortsvektor im Zähler hast ;)

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warumnichtlinux 21.07.2010, 21:31

@Mute88

Richtig, sorry, danke für die Korrektur.

> //de.wikipedia.org/wiki/Newtonsches_Gravitationsgesetz

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anjanni

21.07.2010, 20:59

Die Gravitationskonstante (und auch die Fallbeschleunigung auf dem Mond) sind ja nun nicht durch Berechnung entstanden. Es handelt sich um Meßwerte.

2 Kommentare 2

ExFrustUser 21.07.2010, 21:05

Richtig - und zwar aus Mittelwerten gewonnen.

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warumnichtlinux 21.07.2010, 21:20

Insbesondere ist die Erdbeschleunigung nicht wirklich konstant, weder über die Zeit (wegen Sonne und Mond) noch über den Raum (weil die Erde keine homogene Kugel sondern ein Geoid ist), siehe

> //www.ptb.de/cartoweb3/SISproject.php

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CaptainPommes

21.07.2010, 20:59

Schon mal daran gedacht, dass diese Theorie in den Werten bereits miteinbezogen ist?

2 Kommentare 2

warumnichtlinux 21.07.2010, 21:02

Ist sie nicht. Der Mond steht ja nicht jahrein jahraus über Deutschland (oder einem anderen Punkt auf der Erdoberfläche).

Wer zieht stärker Erde an Mond oder Mond an Erde?

Auf der Erde drückt ein Astronaut mit einer viel größeren Kraft auf eine Waage als auf dem Mond. Die Erdanziehung ist nämlich viel stärker als die des Mondes. Das liegt daran, dass die Erde viel schwerer ist als der Mond. Die Anziehung der Erde ist etwa sechsmal größer als die des Mondes.

Welche Kraft hält Erde und Mond zusammen?

Zwischen zwei massereichen Körpern wie Erde und Mond herrscht zwar eine starke Anziehungskraft; und wirkte sie allein, so würden beide Himmelskörper tatsächlich aufeinander stürzen. Der Anziehung wirkt aber die Zentrifugal- beziehungsweise Fliehkraft der Mondbewegung entgegen.

Wie groß ist die Anziehungskraft auf dem Mond im Vergleich zur Erde?

Der Mond ist zwar ungefähr 81 mal leichter als die Erde, deshalb ist seine Anziehungskraft bei gleichem Abstand 81 mal schwächer.

Wie verhält sich die Gewichtskraft des Mondes zur Gewichtskraft der Erde?

Auf der Erde ist g = 9 , 81 m s 2 . Auf dem Mond ist die Fallbeschleunigung mit g M o n d = 1 , 62 m s 2 sehr viel geringer. Auf dem Jupiter hingegen ist die Fallbeschleunigung viel größer und beträgt g J u p i t e r = 24 , 79 m s 2 .

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